CN111998261A - 一种led灯及其灯头与灯体的旋转装置 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种LED灯及其灯头与灯体的旋转装置，属于照明设备技术领域。旋转装置包括灯头、灯泡上盖以及固定销，灯头包括外壳，外壳沿中心轴设有环形凹槽，凹槽沿中心轴线设有一个通孔，外壳的内侧设有至少两个凸起的半圆弧状的灯头直齿；外壳的外侧设有外螺纹；灯泡上盖的头部设有凸台，尾部设有与凸台相连的灯体安装壳，凸台外侧的圆周表面上围绕其中心轴线设有多个轴向的半圆弧的灯盖直齿，凸台中心沿轴向设有通孔；灯泡上盖的凸台与灯头的环形凹槽过渡配合，固定销穿过灯头的通孔将灯泡上盖与灯头锁定在一起，灯盖直齿与灯头直齿啮合实现旋转定位。本申请的LED灯泡在安装后能够对灯体进行旋转，满足了照明需求。

Description

一种LED灯及其灯头与灯体的旋转装置
技术领域
本申请涉及照明设备技术领域，尤其涉及一种发光二极管(Light EmittingDiode，LED)灯及其灯头与灯体的旋转的装置。
背景技术
在防爆要求非常高的化工、炼油、钻井平台、煤矿等危险场所，需要使用高防护等级的防爆灯，现有技术中，通常采用恒功率自耦升压式镇流器(Constant WattageAutotransformer，CWA)驱动的高功率高压气体放电灯(High intensity discharge，HID)作为全密封灯具的光源。但是，HID灯泡的高耗能、短寿命，需要频繁更换失效HID灯泡，不易更换，为此，人们开始寻找可替代HID灯泡的其他灯泡，例如，LED灯泡。
然而，现有技术中的具有高防护等级的密封灯具大多是侧面发光，并且光源与灯具采用螺纹配合受电，现有技术采用的高耗能、短寿命的HID灯泡中的金卤灯泡为球形发光泡体，钠灯为圆柱状发光泡体，在侧发光使用环境下，可以任意方向均匀发光。但是，在同样环境下使用LED灯泡，因为LED光源通常是采用单方向平面发光，因此，在LED灯泡拧紧安装后，存在发光面方向问题，即发光面在灯头拧紧安装后，其方向无规律朝向，不能满足照明需求。
发明内容
本申请提供一种LED灯及其灯头与灯体的旋转装置，旨在解决现有技术全密封灯具中光源水平安装，侧发光使用环境下，采用LED灯泡时，LED发光面在灯头拧紧安装后，其方向无规律朝向，不能满足照明需求的问题。
本申请的一方面提供了一种灯头与灯体的旋转装置，适用于水平安装使用的LED灯具，所述灯头与灯体的旋转装置包括灯头、灯泡上盖以及固定销：
所述灯头包括外壳，所述外壳沿中心轴设有环形凹槽，所述环形凹槽沿中心轴线设有一个通孔，所述外壳的内侧设有至少两个凸起的半圆弧状的灯头直齿；所述外壳的外侧设有外螺纹；
所述灯泡上盖的头部设有凸台，尾部设有与所述凸台相连的灯体安装壳，所述凸台外侧的圆周表面上围绕其中心轴线设有多个轴向的半圆弧的灯盖直齿，所述凸台中心沿轴向设有通孔；
所述灯泡上盖的凸台与所述灯头的环形凹槽通过所述灯头直齿和所述灯盖直齿齿轮配合，所述固定销穿过所述灯头的通孔将所述灯泡上盖与所述灯头锁定在一起，所述灯盖直齿与所述灯头直齿啮合实现旋转定位。
进一步，所述外壳的内侧设有限位凸起，所述灯泡上盖的凸台的外侧设有与所述限位凸起对应的限位挡板。
进一步，所述灯头的外壳尾部的内侧设有一个环形的阶梯，所述限位凸起设于所述阶梯之上；
所述灯泡上盖的凸台的尾部外侧设有一个环形的限位槽，所述限位挡板设于所述限位槽内；
所述限位凸起与所述限位槽内配合，当所述灯泡上盖被旋转时，所述限位挡板被所述限位凸起阻挡，使所述灯泡上盖的旋转角度小于360°。
进一步，所述灯泡上盖的限位挡板的弧度为3°。
进一步，所述固定销的头部设有伞状凸台，并沿轴向设有一个朝向头部开口的应力槽，所述固定销的尾部设有限位凸台，其中，所述伞状凸台的直径大于所述灯头通孔的直径。
进一步，所述固定销的限位凸台为扁平状，其设有两个定位面，所述定位面与所述固定销头部应力槽的开槽方向平行，用于所述固定销与所述灯泡上盖安装定位，以便在LED灯的灯体安装到所述灯泡上盖上时使所述灯的重力线方向与所述固定销头部开口的应力槽方向平行。
进一步，所述固定销沿中心轴线设有一个通孔。
进一步，所述两个凸起的半圆弧状的灯头直齿的半径为1mm，两个灯头直齿顶部间之间的圆弧为186°；
所述灯泡上盖包括凸台外侧的圆周表面30个均匀分布的灯盖直齿，所述灯盖直齿的半径为1mm，每个齿间的谷底间圆弧为12°。
进一步，所述灯泡上盖的灯体安装壳包括过渡面及圆柱壳体：
所述圆柱壳体的直径比所述凸台的直径大，所述圆柱壳体设有两个平行中心轴线方向的平面，其宽度较大的平面与所述LED灯的发光面对应；
所述过渡面为光滑的曲面，所述凸台的尾部由所述过渡面过渡连接至所述圆柱壳体。
本申请的另一方面提供一种LED灯，所述LED灯包括灯头、外螺纹金属件、灯体以及所述的灯头与灯体的旋转装置：
所述旋转装置的灯头的外壳设有外螺纹；
所述外螺纹金属件设有外螺纹及内螺纹，所述外螺纹与灯具的灯座配合受电，所述内螺纹与所述灯头的外螺纹配合；
所述灯体固定在所述灯头与灯体可旋转装置的灯泡上盖上。
本申请提出的LED灯及其灯头与灯体的旋转装置具有如下优点：
灯头与灯泡上盖之间设置限位块和限位挡板，可在控制灯泡上盖357°范围内按需任意旋转，实现发光面方向的任意调节；
灯头和灯泡上盖之间通过灯头直齿和灯盖直齿实现齿轮配合，灯泡上盖每旋转6°就会有一个定位；
灯头直齿和所述灯盖直齿实现齿轮配合为轴向结构，转轴中心线与重力线垂直，且齿轮配合的距离大于25mm，增强克服产品自重力矩的机械强度。
附图说明
图1为实施例一提供的一种灯头与灯体的旋转装置的结构分解图；
图2为图1中灯头的立体图；
图3为图1中灯泡上盖的立体图；
图4为图1中固定销的立体图；
图5为图1的灯头与灯体可旋转装置的装配示意图；
图6为灯头与灯体可旋转装置的旋转工作的原理图；
图7为实施例二的LED灯的立体图。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
现在将参考附图描述实现本申请各个实施例的移动终端。在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”、“单元”或“结构”的后缀仅为了有利于本申请的说明，其本身并没有特定的意义。因此，″模块″与″部件″可以混合地使用。
本申请实施例一提出一种灯头与灯体的旋转装置，适用于水平安装使用的LED灯具，例如全密封灯具采用LED灯泡替换HID灯泡的场景，当全密封灯具需要水平安装时。
在本申请的另一实施例中，所述LED灯为一种替换HID气体放电灯泡的LED灯。
该灯头与灯体的旋转装置可以包括灯头、灯泡上盖以及固定销。
该灯头为圆柱形，其包括外壳，该外壳沿中心轴设有环形凹槽，该环形凹槽沿中心轴线设有一个通孔，该外壳的内侧设有至少两个凸起的半圆弧状的灯头直齿；该灯头外壳的外侧设有外螺纹。
该灯泡上盖的头部设有圆柱形的凸台，尾部设有与该凸台相连的灯体安装壳，该凸台外侧的圆周表面上围绕其中心轴线设有多个轴向的半圆弧的灯盖直齿，该凸台中心沿轴向设有通孔。
该灯泡上盖的凸台与该灯头的环形凹槽通过灯头直齿和灯盖直齿齿轮配合，该固定销穿过该灯头的通孔将该灯泡上盖与该灯头锁定在一起，该灯盖直齿与该灯头直齿啮合实现旋转定位。
请参阅图1至图5，为本实施例的灯头与灯体的旋转装置的一个可行的方案，该方案中，所述旋转装置包括灯头100、灯泡上盖200以及固定销300。
请参阅图2，灯头100包括外壳110和中心柱120，该外壳110和中心柱120之间形成环形凹槽。该外壳110的内径可与灯泡上盖200的凸台210(图3所示)的灯盖直齿过渡配合，且外壳110的内侧轴向设有两个半径为1mm的凸形的半圆弧状的灯头直齿111，其直齿顶部间圆弧为186°(如图6所示的灯头直齿A与灯头直齿B之间的顶部间圆弧为186°)。中心柱120的中心设有圆形通孔121。该外壳110尾部的内侧还设有一个环形的阶梯112，该阶梯上设有一个限位凸起113。
本方案中，在外壳110的内侧设置了两个灯头直齿，实际应用中，可以根据需要调整灯头直齿的数量。
请参阅图1和图3，灯泡上盖200的头部设有圆柱形的凸台210，尾部设有灯壳安装体。
凸台210外侧的圆周表面上设有多个轴向的灯盖直齿(未标示)。该多个灯盖直齿包括30个半径1mm的半圆弧状，其围绕凸台210的中心轴线均匀分布，每个灯盖直齿间的谷底间圆弧为12°。该凸台210的尾部外侧围绕凸台210设有一个环形的限位槽211，该限位槽内设有限位挡板212，该限位挡板212的圆弧的弧度为3°。该凸台210沿轴向中心还设有圆形的通孔213，灯泡上盖的通孔213尾部的端面设有限位块214(参阅图1)，该限位块214与圆柱壳体230的平面231垂直。
灯体安装壳包括过渡面220及圆柱壳体230，该圆柱壳体230的直径比该凸台的直径大，其为一个直径为115mm大圆柱体，该圆柱壳体230设有两个平行中心轴线方向的平面231、232，其宽度较大的平面231与LED灯的发光面对应。该过渡面220为光滑的曲面，该凸台210的尾部由该过渡面220过渡连接至该圆柱壳体230。该过渡面220上围绕轴向中心均布长方形通孔，且轴对称设置4个螺钉安装孔221。该螺钉安装孔用于固定灯体。需要说明的是，在灯体安装到灯体安装壳上之后，该凸台210的中心轴线与LED灯泡的中心轴线重合。
请参阅图4，固定销300为圆柱形的塑料固定销。该固定销300沿轴向设有一个
Figure BSA0000197274300000061
的通孔310。该固定销300的头部设有直径大于灯头100的通孔121的伞状凸台320，并且沿轴向在中间开宽度2mm深度8mm的应力槽330。该固定销300的尾部设有圆形扁平状的限位凸台340，该限位凸台340在与固定销开槽(即应力槽330)平行的方向且沿固定销外圆切除，形成两个定位面341，该限位凸台340设有朝向头部开口的定位槽342，该定位槽342与定位面341平行。
本方案中，在限位凸台340上设置定位面341的作用是在安装所述旋转装置时，与灯泡上盖200定位，确保固定销300的头部的应力槽300的开槽方向始终与灯体的重力线方向平行而增强克服产品自重力矩的机械强度。
请同时参阅图1至图5，在装配时，将灯泡上盖200上端的凸台210，装入灯头100的环形凹槽内并通过所述灯头直齿和所述灯盖直齿实现齿轮配合，灯头100的中心柱120插入凸台210的通孔213中，再将固定销300头部的伞状凸台320，嵌入灯头100的通孔121中。由于灯头100的通孔121的直径小于固定销300的伞状凸台320的外径，固定销300的伞状凸台320一端穿过灯泡上盖200进入灯头100的通孔121时，受灯头100的通孔121的挤压而向内变形，并经外力挤压而穿过通孔121后复位，从而使灯泡上盖200与灯头100纵向锁定。同时使固定销300的定位槽342与灯泡上盖200的限位块214配合。此时，灯头100的限位凸起113与灯泡上盖200的限位槽211配合，当该灯泡上盖200被旋转时，该限位槽211内的限位挡板212被该限位凸起113阻挡，使该灯泡上盖300的旋转角度小于360°，可以防止固定销300内的电连接线因过度旋转而断裂。
实际应用中，环形外壳的内侧的限位凸起以及灯泡上盖的凸台的外侧的限位挡板的位置可以根据需要设置，只要能够限定灯泡上盖的旋转角度小于360°即可。
请参阅图6，为本方案中的灯头100与灯泡上盖200旋转配合工作原理示意图。
图6所示位置为专用工装限位安装后的旋转结构组件的初始位置。此时，灯头100外壳内侧的灯头直齿A位于180°位置，其嵌入灯泡上盖200凸台210的灯盖直齿的齿间谷底而定位，灯头直齿B则顶住灯盖直齿的齿顶部，从而灯头100对灯泡上盖200产生了旋转阻力而定位。若此时灯头100固定，将灯泡上盖200顺时针旋转6°，在旋转过程中，灯头直齿A由初始位置的齿间谷底滑向临近一个齿顶，而灯头直齿B则由初始位置的齿顶滑向临近一个齿间谷底而定位，继续旋转则重复上述过程。由此可见，灯泡上盖200顺时针旋转时，都会受到旋转阻力，且每旋转6°就会定位。
本实施例的灯头与灯体的旋转装置，具有如下优点：
1、灯头与灯泡上盖之间设置限位块和限位挡板，可在控制灯泡上盖357°范围内按需任意旋转，实现发光面方向的任意调节；
2、灯头和灯泡上盖之间通过灯头直齿和灯盖直齿实现齿轮配合，灯泡上盖每旋转6°就会有一个定位；
3、灯头直齿和所述灯盖直齿实现齿轮配合为轴向结构，转轴中心线与重力线垂直，且齿轮配合的距离大于25mm，增强克服产品自重力矩的机械强度。
在前述实施例的基础上，本申请实施例二提供了一种LED灯，所述LED灯可以为一种替换HID气体放电灯泡的LED灯。
如图7所示，所述LED灯包括灯头、外螺纹金属件710、灯体720以及灯头与灯体的旋转装置730。
灯头与灯体的旋转装置730可采用实施例一的灯头与灯体的旋转装置结构，此处不在赘述。
灯头与灯体的旋转装置730的灯头的外壳设有外螺纹，所述外螺纹金属件710设有外螺纹及内螺纹，该外螺纹用于与全密封灯具的灯座配合，该内螺纹用于与灯头的外螺纹配合；灯体720固定在灯头与灯体的旋转装置730的灯泡上盖上。
在一个可行的方案中，由于现有技术中全密封灯具的灯座选用E39螺口灯座，因此外螺纹金属件710选用E39螺口灯头，其中心触点与外螺纹之间为陶瓷绝缘固定，与现有的全密封灯具中的E39螺口灯座匹配，顺时针旋转安装受电。
实际应用中，可以将灯头旋入外螺纹金属件710拧紧后，经专用工装对外螺纹金属件710的螺纹根部外圈360°均分12点，并沿法向向中心挤压固定，制成E39螺口灯头。
在旋转安装替换HID气体放电灯泡的LED灯的过程中，除了受到螺纹旋转阻力外，并无其他旋转阻力存在，且所受阻力远远小于灯泡上盖200相对灯头100顺时针旋转时所受旋转阻力，为此，顺时针安装LED灯泡至拧紧E39螺口灯头完成安装过程中，本实施例的LED灯泡的灯头100与灯泡上盖200之间，不会产生旋转位移，均保持如图6所示的初始状态。拧紧E39螺口灯头完成安装后，可在357°范围内通过顺时针旋转灯泡上盖200来按需调整发光面方向，且每调整旋转6°就会有一次定位。而此时调整发光面方向也是顺时针旋转，与替换灯泡安装时顺时针旋转操作方向一致而不会松动E39螺口灯头的螺纹接触受电状态。
需要说明的是，以上仅为本申请的优选实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种灯头与灯体的旋转装置，适用于水平安装使用的LED灯具，其特征在于，所述灯头与灯体的旋转装置包括灯头、灯泡上盖以及固定销：
所述灯头包括外壳，所述外壳沿中心轴设有环形凹槽，所述环形凹槽沿中心轴线设有一个通孔，所述外壳的内侧设有至少两个凸起的半圆弧状的灯头直齿；所述外壳的外侧设有外螺纹；
所述灯泡上盖的头部设有凸台，尾部设有与所述凸台相连的灯体安装壳，所述凸台外侧的圆周表面上围绕其中心轴线设有多个轴向的半圆弧的灯盖直齿，所述凸台中心沿轴向设有通孔；
所述灯泡上盖的凸台与所述灯头的环形凹槽通过所述灯头直齿和所述灯盖直齿齿轮配合，所述固定销穿过所述灯头的通孔将所述灯泡上盖与所述灯头锁定在一起，所述灯盖直齿与所述灯头直齿啮合实现旋转定位。
2.如权利要求1所述的旋转装置，其特征在于，所述外壳的内侧设有限位凸起，所述灯泡上盖的凸台的外侧设有与所述限位凸起对应的限位挡板。
3.如权利要求2所述的旋转装置，其特征在于，所述灯头的外壳尾部的内侧设有一个环形的阶梯，所述限位凸起设于所述阶梯之上；
所述灯泡上盖的凸台的尾部外侧设有一个环形的限位槽，所述限位挡板设于所述限位槽内；
所述限位凸起与所述限位槽内配合，当所述灯泡上盖被旋转时，所述限位挡板被所述限位凸起阻挡，使所述灯泡上盖的旋转角度小于360°。
4.如权利要求3所述的旋转装置，其特征在于，所述灯泡上盖的限位挡板的弧度为3°。
5.如权利要求1所述的旋转装置，其特征在于，所述固定销的头部设有伞状凸台，并沿轴向设有一个朝向头部开口的应力槽，所述固定销的尾部设有限位凸台，其中，所述伞状凸台的直径大于所述灯头通孔的直径。
6.如权利要求5所述的旋转装置，其特征在于，所述固定销的限位凸台为扁平状，其设有两个定位面，所述定位面与所述固定销头部应力槽的开槽方向平行，用于所述固定销与所述灯泡上盖安装定位，以便在LED灯的灯体安装到所述灯泡上盖上时使所述灯的重力线方向与所述固定销头部开口的应力槽方向平行。
7.如权利要求5所述的旋转装置，其特征在于，所述固定销沿中心轴线设有一个通孔。
8.如权利要求1所述的旋转装置，其特征在于，所述灯头外壳的内侧两个凸起的半圆弧状的灯头直齿的半径为1mm，两个灯头直齿顶部间之间的圆弧为186°；
所述灯泡上盖包括凸台外侧的圆周表面30个均匀分布的灯盖直齿，所述灯盖直齿的半径为1mm，每个齿间的谷底间圆弧为12°。
9.如权利要求1所述的旋转装置，其特征在于，所述灯泡上盖的灯体安装壳包括过渡面及圆柱壳体：
所述圆柱壳体的直径比所述凸台的直径大，所述圆柱壳体设有两个平行中心轴线方向的平面，其宽度较大的平面与所述LED灯的发光面对应；
所述过渡面为光滑的曲面，所述凸台的尾部由所述过渡面过渡联接至所述圆柱壳体。
10.一种LED灯，所述LED灯包括灯头、外螺纹金属件、灯体以及如权利要求1至9任一项所述的灯头与灯体的旋转装置：
所述旋转装置的灯头的外壳设有外螺纹；
所述外螺纹金属件设有外螺纹及内螺纹，所述外螺纹与灯具的灯座配合受电，所述内螺纹与所述灯头的外螺纹配合；
所述灯体固定在所述灯头与灯体旋转装置的灯泡上盖上。
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